一个六西格玛项目中的容差设计案例

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1、一个六西格玛项目中的容差设计案例点击（2668）评论（1）类别（六西格玛）发表于2006-10-1112:55:09　注：本文主要介绍了一个六西格玛项目中的容差设计案例，原文从isixsigma的一篇文章翻译而来。　SixSigma项目中的容差设计ByLiemFerryanto　DPMO，即百万机会缺陷数是评估SixSigman项目，包括DMAIC和SixSigmane设计（DFSS）最常用的度量指标之一。这个度量方法是指产品中缺陷数占全部机会数的比例，并且机会数被标准化为百万机会。其中，缺陷是指未能满足产品或过程的规格标准或

2、容差要求。 容差应该在产品（或过程）的开发阶段确定下来.，从而使产品（或过程）的装配组合更容易,并且能够以最小的调整实现它们应有的功能。合理的容差设计能够减小DPMO。而过紧的容差规格能确保实现功能要求，但会增加成本。过松的容差规格会带来低效的装配过程，为了达到要求不得不频繁返工。 容差的确定有两种：一种是传统的方法，依靠设计者的经验和感觉；另一种是依靠基于劣质成本的质量损失函数。质量损失函数法也被称为容差优化法。下面以一个隔圈放置的简单例子说明这两种方法的运用。 问题陈述无线通讯PCB上的某些电子元件需要隔圈防护，并且防护隔

3、圈必须放置在电子元件四周的金色线上，以免碰触或撞击元件。一旦碰到，将会干扰影响电子元件系统的功能。元件的防护效果取决于：·防护隔圈定位于底板的位置变差·元件与四周金线的最小间距·PCB底板本身的位置偏移　　　Figure1:ModelingtheShieldGasketIssue 　在上图中，A表示设计意图：防护隔圈恰好位于金线中间，未碰到基带元件。B表示PCB底板相对防护圈发生位置偏移的情况。C表示防护隔圈定位的波动与B情况同时发生。在此例中，偏斜不被考虑。 模型中的术语：·XC-GT——基带元件与金线之间的间距；·XH-G

4、T——金线宽度的一半；·XH-SG——防护隔圈宽度的一半；·DPCB-S——PCB底板的偏离位移；·DSG　——防护隔圈自身的偏离位移；理想的隔圈与元件间的间距应是，电子元件与金线的间距加上金线宽度与隔圈宽度的差值的一半，即：X=XC-GT+(XH-GT–XH-SG)而隔圈位置的偏离等于PCB相对防护圈的偏离位移加上防护隔圈自身的偏离位移，即：Deviation=DSG+DPCB-S如果隔圈位置的偏离小于等于X，防护隔圈就不会碰到基带原件，假设X=0.5mm，则Deviation可近似定为0.5mm 传统方法：传统方法对于容差

5、的确定是计算一个代数和(线性形式).Deviation=DSG+DPCB-S这个方程是很多传统容差设计方法的一般表达式，包括平方和开根法（RSS），极差法，等等。当Deviation和deltas用方差代替,这个方程即转化为RSS方法。当Deviation和deltas用极差代替,这个方程即转化为极差法。如果方程中各项的分布可以估计,则可用MonteCarlo仿真得到Deviation的统计量。在反复实验的基础上，现在的容差设计按以下几步进行：1.在正常的生产条件下，某项容差将会分配到各个组成部分。在此例中，当隔圈定位位置的容

6、差(DSG)定为0.3mm，则根据上述方程，PCB底板的位移容差(DPCB-S)应等于(0.5-0.3)mm，即0.2mm；2.如果这种累加满足合理可行的标准，则设计完成；3.否则，需要对容差的分配进行修改。例如，根据实际生产过程的变差，DSG小于0.3mm，而　DPCB-S大于0.2mm；4.将各部分容差重新计算，然后累加；或是将总的容差重新分配到各个组成部分；5.如果这种累加满足标准，则完成容差的设计。上述程序取决于设计者考虑了哪些制约零件设计尺寸的变差来源，例如加工过程能力(零件间的变差)，老化趋势/周期，客户使用或工作

7、周期，外部操作环境，以及内部运行环境/与内部其他零件系统的相互作用。 损失函数法运用田口损失函数，可计算得到各部分的容差，如下式所示(see,e.g.,ToleranceDesign:AHandbookforDevelopingOptimalSpecificationsbyC.M.Creveling,1997,pages237-238and229-232):隔圈定位位置偏移的容差：PCB底板偏离位移的容差：在上面公式中：·DSG　　　——隔圈自身位置偏移的容差；·DPCB-S　——PCB底板偏离位移的容差；·DDeviatio

8、n——基带元件与PCB边线之间的最小间距；·LDeviation——当元件与PCB边线之间的最小间距小于0.5mm时的损失；可能是安全问　　　　　　　　　　　　题；·LSG　　　——当隔圈自身偏离位移在置信区间（隔圈偏移目标值+/-Dg）之外时的损失；·LPCB-S　——当P